Distributed computing

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Was ist Distributed Computing (zu deutsch: "verteiltes Rechnen")?

Inhalt

Das Problem

Computer werden in der Wissenschaft heutzutage immer häufiger eingesetzt, um den Menschen bei Forschungen zu unterstützen. In manchen Bereichen (zum Beispiel in der Klimaforschung oder bei Gen-Analysen) wird dazu für Simulationen und andere langwierige Berechnungen sehr viel Rechenkraft benötigt. Die "übliche" Lösung für dieses Problem sind sogenannte Supercomputer. Diese sind recht groß und bestehen meist aus sehr vielen Prozessoren, die mittels komplizierter Elektronik verbunden sind, um gemeinsam an diesem Problem arbeiten zu können. Allerdings kosten solche Supercomputer einige Millionen Euro, was ihre Anschaffung nur für finanzkräftige Institutionen erschwinglich macht. Forschungsprojekte ohne große Subventionen können da leider nicht mithalten.

Die Idee

Warum soll nur ein einziger, noch dazu recht teurer Computer an dem Problem arbeiten? Es ist doch viel geschickter, das Problem in kleine Happen aufzuteilen und diese Teilprobleme auf mehreren Computern zu berechnen. Dann brauchen diese Computer auch nicht eine solch enorme Leistungsfähigkeit zu haben.

Dein Einsatz

Und genau das ist die Stelle, an der Du in's Spiel kommst. Auch wenn sich durch die Aufteilung des Problems ganz normale PCs nutzen lassen, so ist es den meisten Forschungseinrichtungen doch nicht möglich, sich mehrere hundert oder gar Tausende von PCs anzuschaffen. Andererseits hat dein Computer bestimmt noch Rechenkapazität übrig. Denn wenn du Briefe damit schreibst, der Bildschirmschoner läuft oder du in der Mittagspause bist, dann nutzt dein Computer nur einen verschwindend geringen Teil seiner maximalen Leistungsfähigkeit aus. Ist es nicht eine super Idee, die ungenutzte Kapazität zur Lösung wissenschaftlicher Probleme zur Verfügung zu stellen?

Die Technik

Mit der weiten Verbreitung des Internets sind seit einiger Zeit auch die technischen Grundlagen vorhanden, um solche Projekte durchzuführen. Dazu stellt ein Forschungsteam einen Server im Internet bereit, von dem man sich ein kleines Programm (den sogenannten Client) auf den eigenen Computer herunterladen kann. Wenn dieses Programm dann auf dem eigenen Computer aktiviert wird, verbindet es sich mit dem Server im Internet und lädt von dort ein Datenpaket (auch Work unit genannt) mit Arbeitsanweisungen. Dabei handelt es sich nur um ein klitzekleines Teilproblem der ursprünglichen Aufgabe. An diesem Teilproblem arbeitet das Programm dann (Zeitdauer variiert je nach Projekt mit einigen Minuten, mehreren Stunden oder Tagen) und schickt die Ergebnisse danach wieder zurück und erhält neue Daten.

Das Programm benutzt dabei auch nur die ungenutzten Ressourcen des Computers, d.h. wenn man selbst gleichzeitig mit anderen Programmen arbeitet, dann verspürt man keine zeitlichen Verzögerungen durch das Forschungsprogramm. Manche der Programme sind auch so geschrieben, dass sie als Bildschirmschoner laufen und nur dann aktiv werden, wenn sowieso niemand am Computer arbeitet.

Sammelbegriff

Distributed Computing wird oft mit einem bestimmten Konzept gleichgesetzt, was aber eigentlich nur eine mögliche Anwendungsweise von DC ist. Tatsächlich gibt es verschiedene Techniken, um DC zu ermöglichen:

Ich will mitmachen !

Wenn du jetzt Interesse an solchen Projekten hast, dann schau dir doch einfach mal die Liste der aktiven Projekte an. Du kannst die Projekte auch nach Kategorien sortieren lassen.

Nachdem du dich für ein Projekt entschieden hast, brauchst du nur noch das zugehörige Client-Programm für dein Betriebssystem aus dem Internet zu laden und zu installieren und die Forschung kann losgehen. Noch mehr Spaß macht das bestimmt in einem unserer Teams. Bei manchen Projekten gibt es sogar Preise zu gewinnen. Und für den Erfahrungsaustausch mit anderen steht dir das Diskussionsforum zur Verfügung.

Falls noch Fragen bei dir offen sind, schau doch mal in die Antworten auf häufige Fragen.

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Siehe auch


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